DE102006002248B4

DE102006002248B4 - Strukturgebende Konstruktion für einen Flugzeugrumpf

Info

Publication number: DE102006002248B4
Application number: DE102006002248A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Dipl.-Ing. Verweyen
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2026-01-18
Also published as: BRPI0706350A2; CA2631106C; US8096503B2; CN101374721B; RU2403172C2; DE602007007185D1; JP4976421B2; RU2008126793A; WO2007082644A1; US20100148003A1; CN101374721A; EP1973776A1; EP1973776B1; WO2007082644B1; CA2631106A1; JP2009523644A; DE102006002248A1

Abstract

Strukturgebende Konstruktion für einen Flugzeugrumpf, mit einer Außenhaut (12) und mehreren quer zur Rumpflängsrichtung im Abstand nebeneinander verlaufenden Spanten (14), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Teilanzahl der Spante einen im Querschnitt rinnenartig ausgeführten Spanthauptabschnitt (18) aufweist, welcher mit seinen Rinnenrändern der Außenhaut benachbart ist, und dass bei mindestens einer Teilanzahl der mit einem rinnenartigen Spanthauptabschnitt (18) ausgeführten Spante (14) in dem Raum zwischen Spanthauptabschnitt und Außenhaut (12) mindestens eine für die Führung von Versorgungsluft dienende Luftleitung (28) angeordnet oder gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine strukturgebende Konstruktion für einen Flugzeugrumpf.
Die strukturbildenden Teile eines Flugzeugrumpfs umfassen bei gängigen Verkehrsflugzeugen eine oftmals mehrschichtig aufgebaute Außenhaut sowie ein hautinnenseitig angeordnetes Aussteifungsgerüst aus in Rumpflängsrichtung und in Rumpfquerrichtung verlaufenden Leisten bzw. Streben. Die Längsstreben werden in der Fachwelt auch als Stringer bezeichnet, während die Querstreben häufig als Spante bezeichnet werden.
Bei Passagierflugzeugen wird in der Regel eine gute Sicht nach außen von den Fluggästen als angenehm und wünschenswert angesehen. Eine komfortable Kabine gehört daher zu den wichtigsten Verkaufsargumenten bei Passagierflugzeugen. Deshalb wird angestrebt, möglichst viel Fensterfläche in den Rumpf einzubauen. Fenster können nur zwischen Spanten eingebaut werden, wobei die Fensterbreite durch den Spantabstand begrenzt ist. Der Abstand zwischen benachbarten Spanten kann jedoch nicht beliebig groß gewählt werden, da diese für die Steifigkeit des Rumpfs in Querrichtung verantwortlich sind und ihr maximaler Abstand durch die Festigkeitsanforderungen des Rumpfs festgelegt ist.
GB 2 134 059 A offenbart einen Aussteifungsrahmen für einen Hubschrauberrumpf. Der Aussteifungsrahmen ist quer zur Rumpflängsrichtung des Hubschraubers eingebaut und weist zwei aufrechtstehende seitliche Rahmenstreben sowie eine obere und eine untere Verbindungsstrebe auf, welche die beiden seitlichen Rahmenstreben an deren Enden miteinander verbinden. Die seitlichen Rahmenstreben besitzen einen Strebenhauptabschnitt mit U-Querschnitt, dessen U-Schenkel mit ihren freien Enden der Rumpfaußenhaut benachbart sind. Der Innenraum des Strebenhauptabschnitts ist mit einem wabenartigen Füllmaterial vollständig gefüllt.
EP 1 510 454 A1 offenbart ein in einem Niederdruck-Spritzgießverfahren hergestelltes Innenwandbauteil für einen Flugzeugrumpf. Das Wandbauteil ist von einem Kanalsystem durchzogen, das der Verteilung von Versorgungsluft dient und in das Wandbauteil eingeformt ist.
WO 2006/001860 A2 zeigt eine Anordnung von Stringern und von diesen durchsetzten Spanten für einen Flugzeugrumpf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strukturkonstruktion für einen Flugzeugrumpf anzugeben, die eine vergrößerte Fensterbreite ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer strukturgebenden Konstruktion für einen Flugzeugrumpf, mit einer Außenhaut und mehreren quer zur Rumpflängsrichtung im Abstand nebeneinander verlaufenden Spanten, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass wenigstens eine Teilanzahl der Spante einen im Querschnitt rinnenartig ausgeführten Spanthauptabschnitt aufweist, welcher mit seinen Rinnenrändern der Außenhaut benachbart ist, und dass bei mindestens einer Teilanzahl der mit einem rinnenartigen Spanthauptabschnitt ausgeführten Spante in dem Raum zwischen Spanthauptabschnitt und Außenhaut mindestens eine für die Führung von Versorgungsluft dienende Luftleitung angeordnet oder gebildet ist.
Wegen der rinnenartigen Ausgestaltung des Spanthauptabschnitts verfügt der Spant über zwei im Abstand voneinander verlaufende Wände, die jeweils eine der Rinnenseitenflanken bilden und im Bereich ihrer rinnenbodenfernen Enden jeweils mit der Außenhaut verbunden werden können, etwa durch Schweißen, Vernieten, Kleben oder Laminieren. Diese "doppelwandige" Ausführung des Spants kann eine stärkere Aussteifung der Außenhaut bewirken als ein herkömmlicher einwandiger (beispielsweise im Querschnitt Z- oder I-förmiger) Spant, der nur längs einer Linie bzw. einer Spantwand mit der Außenhaut verbindbar ist. Infolge der stärkeren Aussteifungswirkung kann der Abstand zwischen benachbarten Spanten vergrößert werden, womit insgesamt weniger Spanten je gegebener Rumpflänge benötigt werden als mit herkömmlichen einwandigen Spanten. Wegen der möglichen Abstandsvergrößerung zwischen benachbarten Spanten kann mehr Raum für Fenster bereitgestellt werden, die dementsprechend breiter ausgeführt werden können und damit das Wohlgefühl der Fluggäste steigern.
Durch die rinnenartige Ausgestaltung des Spanthauptabschnitts bietet sich in dem Rinnenraum zudem Platz für die Unterbringung von Komponenten, die ansonsten zwischen den Spanten untergebracht werden müssten und damit den verfügbaren Raum für den Einbau von Fenstern verringern würden. Hier wird insbesondere an Steigleitungen eines Klimatisierungssystems des Flugzeugs gedacht. Das Klimatisierungssystem umfasst üblicherweise ein weitverzweigtes System von Luftleitungen, mit denen Versorgungsluft über das Flugzeug verteilt wird und den verschiedenen Luftauslässen zugeführt wird, über welche die klimatisierte Versorgungsluft in die Kabine eingeblasen wird. Ein Teil dieses Luftleitungssystems sind in der Rumpfkonstruktion verlegte Steigleitungen, welche entlang der Spante verlaufen und eine Verteilung der Versorgungsluft in einer Ebene quer zur Rumpflängsrichtung gestatten, insbesondere von unten nach oben, da im oberen Kabinenbereich typischerweise ein wesentlicher Teil der Versorgungsluft in die Kabine eingeblasen wird.
Die Luftleitung kann von einem gesonderten Leitungsrohr gebildet sein oder wenigstens teilweise von dem Spant selbst begrenzt sein, insbesondere vom rinnenförmigen Hauptabschnitt des Spants. Im Fall der wenigstens teilweisen Begrenzung der Luftleitung durch den Spant kann mindestens eine leitungsbegrenzende Wand gesondert von dem Spant hergestellt, jedoch fest mit diesem verbunden sein. Es ist sogar vorstellbar, alle Begrenzungswände der Luftleitung einstückig mit dem Spant auszubilden.
Um die Temperierung der in der Luftleitung geführten Versorgungsluft möglichst wenig durch die im Flugbetrieb sehr kalte Außenhaut zu beeinflussen, wird empfohlen, zwischen der Außenhaut und der Luftleitung eine zumindest thermisch isolierende Materialanordnung anzuordnen. Die Materialanordnung kann auch akustisch dämpfende Eigenschaften haben, um die Lärmbelästigung von Fluggästen gering zu halten.
Ist die Luftleitung von einem gesonderten Leitungsrohr gebildet, kann zwischen dem Luftleitungsrohr und dem Spant eine zumindest thermisch isolierende Materialanordnung vorgesehen sein. Sofern der Spant aus einem thermisch schlecht leitenden Werkstoff gefertigt ist, ist es jedoch vorstellbar, auf eine thermische Isolierung durch zusätzliches Material zwischen dem Spant und dem Leitungsrohr zu verzichten. In diesem Fall kann das Luftleitungsrohr sogar zumindest stellenweise an dem Spant anliegen.
Es können ein oder mehrere Stringer durch Ausnehmungen in den Rinnenseitenflanken des Spanthauptabschnitts hindurchlaufen. Dabei kann es vorteilhaft sein, auf Berührungsfreiheit zwischen den Stringern und der Luftleitung zu achten, insbesondere wenn die Stringer aus einem thermisch gut leitenden Material beispielsweise auf Aluminiumbasis bestehen.
Im Sinne eines geringen Gewichts ist es vorteilhaft, wenn zumindest der Spanthauptabschnitt aus einem faserverstärkten, insbesondere kohlefaserverstärkten Kunststoff gefertigt ist. Ein solches Material zeichnet sich auch durch eine besonders geringe thermische Leitfähigkeit aus, was dem Konzept entgegenkommt, Luftleitungen für klimatisierte Versorgungsluft in enger Nähe zu den Spanten unterzubringen. Für eine gute thermische Trennung zwischen den Luftleitungen und den Spanten kann es unter Umständen auch genügen, die Spanten aus einem thermisch stärker leitenden Grundmaterial, beispielsweise auf Aluminiumbasis, zu fertigen, sie jedoch zumindest bereichsweise mit einem faserverstärkten, insbesondere kohlefaserverstärkten Kunststoff zu beschichten. Eine solche Beschichtung kann dann insbesondere an der Innenseite des rinnenförmigen Spanthauptabschnitts vorgesehen sein.
Die Luftleitung kann näherungsweise Kreisquerschnitt besitzen. Es ist freilich ebenso denkbar, dass die Luftleitung eine von einem Kreis abweichende Querschnittsform besitzt. Insbesondere kann ein Luftleitungsrohr verwendet werden, welches im Querschnitt an den Konturverlauf der Rinnenseitenflanken oder/und des Rinnenbodens des Spanthauptabschnitts wenigstens näherungsweise angepasst ist. Durch derartige Anschmiegung an die Kontur des Spanthauptabschnitts ist es möglich, einen guten Kompromiss zwischen der Rohrquerschnittsfläche und der Spantbreite und -höhe zu erzielen. Denn für ausreichende Strömungsraten in dem Rohr ist eine gewisse Mindestgröße desselben erforderlich, die freilich nicht zu einer übermäßigen Große des Spants führen sollte. Durch Anpassung der Querschnittsform des Rohrs an den Konturverlauf des Spanthauptabschnitts kann der verfügbare Rinnenraum optimal genutzt werden.
Zweckmäßigerweise sind an den Rinnenrändern des Spanthauptabschnitts voneinander weg gerichtete Befestigungsabschnitte angeordnet, mit welchen der Spant an der Außenhaut befestigt ist.
Der Spanthauptabschnitt kann im Querschnitt nach Art einer U-Form eine Bodenwand und zwei einander gegenüberliegende, mit der Bodenwand verbundene Seitenwände aufweisen. Vorstellbar ist selbstverständlich auch eine andere Form des Spanthauptabschnitts, beispielsweise eine annähernde V-Form, bei der eine eigene Bodenwand entfällt und der Rinnenboden dann von der V-Spitze gebildet ist. Im Rahmen der Erfindung ist grundsätzlich jede Querschnittsform des Spanthauptabschnittes denkbar, die einen rinnenförmigen Querschnitt schafft. Neben den erwähnten U- oder V-Querschnittsformen sind beispielsweise auch halbkreisförmige, trapezförmige oder rechteckförmige Querschnittsformen des Spanthauptabschnittes vorstellbar.
In mindestens einer der Wände des Spanthauptabschnitts kann mindestens eine allseitig umrandete Öffnung ausgebildet sein. Solche Öffnungen können beispielsweise zur Durchführung von Luftleitungsrohren dienen, sie können aber auch einen Zugang zum Rinnenraum der Spante für Wartungs- oder Untersuchungszwecke gestatten. Unbenutzte Öffnungen können mit einem lösbaren Deckel verschlossen sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strukturkonstruktion für einen Flugzeugrumpf,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strukturkonstruktion und
3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strukturkonstruktion.
1 zeigt in teilweise geschnittener, perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt eines Flugzeugrumpfs mit einer strukturgebenden Konstruktion gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der gezeigte Rumpfausschnitt – allgemein mit 10 bezeichnet – besitzt eine Außenhaut 12, Spante 14 sowie Stringer 16. Von den Spanten 14 und den Stringern 16 ist in 1 jeweils nur einer dargestellt; es versteht sich, dass der Flugzeugrumpf insgesamt eine Vielzahl jeweils in Abständen nebeneinander angeordneter Spante 14 und Stringer 16 aufweist. Die Spante 14 verlaufen quer zur Rumpflängsrichtung, während die Stringer 16 entlang der Rumpflängsrichtung angeordnet sind. Als Werkstoffe für die Außenhaut 12, die Spante 14 und die Stringer 16 kommen beispielsweise Aluminium, Aluminiumlegierungen und kohlefaserverstärkte Kunststoffe in Frage. Es ist denkbar, dass die Außenhaut 12 aus einem Material auf Aluminiumbasis gefertigt ist, während mindestens ein Teil der von den Spanten 14 und den Stringern 16 gebildeten Aussteifungsstreben aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterial gefertigt ist. Vorzugsweise sind zumindest die Spante 14 aus einem solchen Kunststoffmaterial hergestellt. Die Spante 14 und die Stringer 16 sind in nicht näher dargestellter Weise mit der Außenhaut 12 verbunden, beispielsweise durch Vernietung oder Verschweißung. Wie an sich bekannt, können nicht näher dargestellte Clips die Spante 14 und die Stringer 16 miteinander verbinden.
Mindest eine Teilanzahl der Spante 14 besitzt die in 1 gezeigte Gestalt. Es müssen nicht alle Spante des Rumpfs diese Gestalt besitzen; es ist denkbar, dass eine Teilanzahl der Spante anders gestaltet ist.
Der in 1 gezeigte Spant 14 weist einen rinnenförmigen Spanthauptabschnitt 18 auf, welcher mit seiner Rinnenöffnung der Außenhaut 12 zugewandt ist und dabei mit seinen Rinnenrändern der Außenhaut 12 benachbart ist. Bei Betrachtung im Querschnitt ist der Spanthauptabschnitt 18 näherungsweise U-förmig ausgebildet, wobei er eine Bodenwand 20 sowie zwei an die Bodenwand 20 anschließende, einander gegenüberliegende Seitenwände 22 aufweist. Die Bodenwand 20 ist vergleichsweise eben, während die Seitenwände 22 leicht voneinander weg gewölbt sind. An den bodenwandfernen Enden der Seitenwände 22 ist je ein einstückig anschließender, vom Rinneninneren nach außen weisender Befestigungsabschnitt 24 vorgesehen, welcher der Befestigung des Spants 14 an der Außenhaut 12 dient. Beispielsweise können in die Befestigungsabschnitte 24 Niete eingesetzt sein, welche für eine feste Verbindung zwischen dem Spant 14 und der Außenhaut 12 sorgen.
An denjenigen Stellen, wo ein Stringer 16 den Spant 14 kreuzt, ist in die Seitenwände 22 des Spants 14 jeweils eine Ausnehmung 26 eingeformt, durch welche der betreffende Stringer 16 hindurchläuft. Gemäß dem Beispielfall der 1 können die Stringer 16 von im Querschnitt näherungsweise Z-förmigen Profilleisten gebildet sein; ihre Höhe ist wesentlich geringer als die der Spante 14, so dass in dem Rinnenraum der Spante 14 über den Stringern 16 ein ausreichender Freiraum für die Vorsehung einer Luftleitung bleibt. Eine solche Luftleitung ist in 1 von einem Leitungsrohr 28 gebildet, dessen Querschnittsform an den Konturverlauf der Bodenwand 20 und der Seitenwände 22 des Spanthauptabschnitts 18 angenähert ist. Das Leitungsrohr 28 kann auf dem Stringer 16 aufliegen; vorzugsweise besteht jedoch Berührungsfreiheit zwischen dem Leitungsrohr 28 und dem Stringer 16, wobei diese Berührungsfreiheit durch eine Packung von Isoliermaterial 30 gewährleistet sein kann, welche zwischen die Außenhaut 12 und das Leitungsrohr 28 eingesetzt ist. Die Isoliereigenschaften der Materialpackung 30 sind zumindest thermischer Natur; vorzugsweise bietet die Materialpackung 30 auch eine akustische Dämmung, die dazu beiträgt, den Geräuschpegel in der Flugzeugkabine gering zu halten. Berührungsfreiheit zwischen dem Leitungsrohr 28 und dem Stringer 16 wird insbesondere dann angestrebt, wenn der Stringer 16 aus einem thermisch gut leitenden Material wie etwa Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist. In diesem Fall ist es empfehlenswert, eine Kältebrücke zwischen dem Stringer 16 und dem Leitungsrohr 28 zu vermeiden, um die Temperierung in dem Leitungsrohr 28 geführter Versor gungsluft nicht zu beeinträchtigen. Die Materialpackung 30 kann hier als Stütze für das Leitungsrohr 28 dienen und einen hinreichenden Abstand zwischen dem Leitungsrohr 28 und dem Stringer 16 gewährleisten.
Sofern der Spant 14 aus einem thermisch schlecht leitenden Werkstoff gefertigt ist, insbesondere einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, ist es möglich, auf spezielle Vorkehrungen zur thermischen Trennung des Leitungsrohrs 28 von den Wänden des Spanthauptabschnitts 18 zu verzichten. Deswegen erstreckt sich bei dem Ausführungsbeispiel der 1 die Materialpackung 30 nicht zwischen das Leitungsrohr 28 und die Seitenwände 22 sowie die Bodenwand 20 des Spanthauptabschnitts 18. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann das Leitungsrohr 28 unmittelbar an der Bodenwand 20 oder/und den Seitenwänden 22 anliegen, wobei die Materialpackung 30 für einen gewissen Anlagedruck sorgen kann und die Annäherung der Rohrquerschnittsform an den Konturverlauf des Spanthauptabschnitts 18 für eine sichere, im Wesentlichen wackelfreie Positionierung des Leitungsrohrs 28 in dem Rinnenraum des Spants 14 sorgen kann. Alternativ oder zusätzlich können Befestigungsmittel vorgesehen sein, welche das Leitungsrohr 28 an den Wänden des Spanthauptabschnitts 18 sichern. Beispielsweise ist es vorstellbar, das Leitungsrohr 28 mit der Bodenwand 20 oder/und den Seitenwänden 22 zu verkleben.
Falls jedoch nicht gewährleistet ist, dass die im Flugbetrieb auftretenden kalten Außentemperaturen nicht über die Außenhaut 12 auf den Spant 14 übertragen werden können, empfiehlt es sich, die Materialpackung 30 auch in den Bereich zwischen dem Leitungsrohr 28 und den Wänden 20, 22 des Spanthauptabschnitts 18 zu verlängern, so dass das Leitungsrohr 28 dann ringsum in der Materialpackung 30 eingebettet ist.
Die Rohrleitung 28 bildet eine Steigleitung eines Klimatisierungssystems des Flugzeugs. Derartige Steigleitungen erlauben eine Verteilung klimatisierter Versorgungsluft in einer Ebene quer zur Rumpflängsrichtung. Beispielsweise kann sich das in 1 gezeigte Leitungsrohr 28 bis in die oberen Kabinenbereiche der Flugzeugkabine erstrecken und dort mit einer oder mehreren Kabinenluftauslässen gekoppelt sein, über welche die Versorgungsluft in die Kabine eingeblasen wird. Es versteht sich, dass nicht alle rinnenförmig ausgebildeten Spante 14 des Flugzeugrumpfs zur Unterbringung einer Versorgungsluftleitung genutzt sein müssen. Es versteht sich ferner, dass in dem Rinnenraum eines Spants 14 nicht nur eine einzige Versorgungsluftleitung, sondern zwei oder mehr Versorgungsluftleitungen gebildet sein können. Hierzu ist es in Abwandlung des Ausführungsbeispiels der 1 möglich, statt eines Leitungsrohrs 28 zwei oder mehr solcher Leitungsrohre in dem Rinnenraum unterzu bringen. Eine alternative Möglichkeit zur Bildung einer oder mehrerer Versorgungsluftleitungen unter Verzicht auf gesonderte Leitungsrohre wird weiter unten in Verbindung mit 2 noch erläutert.
Der Abstand der Seitenwände 22 voneinander sowie der Abstand der Bodenwand 20 von der Außenhaut 12 sind geeignet auf eine notwendige minimale Querschnittsgröße der von dem Leitungsrohr 28 gebildeten Versorgungsluftleitung abgestimmt. Das Leitungsrohr 28 sollte nicht zu klein ausgeführt werden, da ansonsten zu große Druckverluste entlang des Leitungsrohrs 28 auftreten können. Auch die Strömungsgeschwindigkeit der in dem Leitungsrohr 28 geführten Luft sollte aus akustischen Gründen nicht zu hoch sein. Andererseits muss das Leitungsrohr 28 jedoch eine bestimmte Durchströmrate garantieren können. Diese Anforderungen führen zu einer gewissen minimalen Querschnittsgröße des Leitungsrohrs 28. Der zwischen der Bodenwand 20 und den Seitenwänden 22 vorhandene Rinnenraum muss entsprechend dimensioniert sein, um darin eine oder mehrere Versorgungsluftleitungen mit der gewünschten Querschnittsfläche unterbringen zu können. Dabei kann eine Optimierung zwischen Spantbreite und Spanthöhe erforderlich sein, denn eine zu große Spanthöhe verringert bei gegebenen Rumpfaußenmaßen den verfügbaren Kabinenraum, während eine zu große Spantbreite den zwischen benachbarten Spanten für den Einbau von Fenstern verfügbaren Raum einschränken kann.
Zum Kabineninnern hin ist die Rumpfkonstruktion durch eine Innenverkleidung 32 abgeschlossen, unter der sich eine Isoliermaterialanordnung 34 befindet, welche den Raum zwischen der Verkleidung 32 und der Außenhaut 12 ausfüllt. Man erkennt, dass im Beispielfall der 1 die Isoliermaterialanordnung 34, die ähnlich dem Isoliermaterial 30 zumindest für eine thermische, gewünschtenfalls auch für eine akustische Isolierung sorgt, über den Spanten 14 in ihrer Dicke reduziert ist, so dass die Innenverkleidung 32 in geringem Abstand über die Bodenwand 20 der Spante 14 hinwegläuft. Eine solche Dickenreduzierung der beispielsweise von einem Isolierschaum gebildeten Isoliermaterialanordnung 34 ist insbesondere dann möglich, wenn ein Kältetransport von der Außenhaut 12 über den Spant 14 bis zur Innenverkleidung 32 durch die Verwendung thermisch schlecht leitender Materialien stark eingeschränkt ist. Wie weiter oben erwähnt, kann hierzu der Spant insgesamt aus einem kohlfaserverstärkten Kunststoff gefertigt werden; es ist auch vorstellbar, den Spant 14 aus einem thermisch stärker leitenden Grundmaterial herzustellen, ihn jedoch zumindest bereichsweise mit einer thermisch schlecht leitenden Beschichtung zu versehen. Eine solche Beschichtung kann beispielsweise aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterial bestehen. So ist es etwa vorstellbar, die Bodenwand 20 und wenigstens Teile der Seitenwände 22 des Spants 14 innen- und/oder außenseitig mit einer solchen Beschichtung zu versehen.
Indem in vorstehender Weise durch geeignete Materialwahl ein Kälteübergang über den Spant 14 ins Kabineninnere eingeschränkt oder verhindert wird, kann zwischen der Spantoberseite, also der Bodenwand 20, und der Innenverkleidung 32 eine vergleichsweise dünne Schicht von Isoliermaterial genügen, um insgesamt eine gute thermische Abschottung der Kabine zu erzielen. Dies hat den Vorteil, dass die maximale Dicke der Rumpfwand – in 1 mit a bezeichnet – vergleichsweise gering gehalten werden kann, was dem verfügbaren Raum in der Kabine zu Gute kommt.
Ein in den Rumpf eingebautes Fenster ist in 1 bei 36 angedeutet.
Bei den Ausführungsbeispielen der 2 und 3 sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in 1, jedoch ergänzt durch einen Kleinbuchstaben. Soweit sich nachstehend nichts anderes ergibt, wird zur Erläuterung dieser Komponenten auf das vorstehend Gesagte verwiesen.
Bei der Variante der 2 ist in dem Rinnenraum des Spants 14a eine Luftleitung 28a gebildet, die im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 nicht von einem gesonderten Leitungsrohr gebildet ist, sondern von der Bodenwand 20a und den Seitenwänden 22a des Spanthauptabschnitts 18a sowie von einer Begrenzungswand 38a begrenzt ist, welche im Abstand von der Außenhaut 12a zwischen den beiden Seitenwänden 22a verläuft. Im Beispielfall der 2 ist die Begrenzungswand 38a ein von dem Spanthauptkörper 18a gesondert hergestelltes Teil, welches beispielsweise durch Kleben oder Verschweißen fest und dicht mit den Seitenwänden 22a verbunden ist. Es ist auch vorstellbar, die Begrenzungswand 38a einstückig mit dem Spanthauptabschnitt 18a auszuführen, insbesondere wenn der Spant 14a mittels eines Strangziehverfahrens hergestellt wird.
Soll nicht nur eine Luftleitung 28a in dem Rinnenraum des Spants 14a vorgesehen werden, sondern zwei oder mehr, so ist es vorstellbar, weitere Begrenzungswände einzuziehen, die beispielsweise zwischen der Bodenwand 20a und der Begrenzungswand 38a verlaufen können.
2 zeigt ferner eine in der Bodenwand 20a ausgebildete Öffnung 40a, welche durch einen Deckel 42a dicht verschlossen ist. Über die Öffnung 40a ist die Luftleitung 28a zugänglich, beispielsweise für Wartungsarbeiten oder auch während der Montage. Es versteht sich, dass mehrere solcher Öffnungen 40a in der Bodenwand 20a oder/und in einer oder beiden der Seitenwände 22a vorgesehen sein können. Derartige Öffnungen können auch für den Anschluss der im Rinnenraum des Spants 14a verlaufenden Luftleitung 28a an angrenzende Teile des Klimatisierungssystems genutzt werden. Beispielsweise kann durch solche Öffnungen der Anschluss an Kabinenluftauslässe hergestellt werden, über welche die Versorgungsluft in die Kabine eingeblasen wird.
Bei der Variante der 3 weist der Spant 14b einen Spanthauptabschnitt 18b mit näherungsweise V-Querschnitt auf. Bei einer solchen Gestaltung des Spants ist der Rinnenboden im Bereich der Spitze des V gebildet; eine Bodenwand, wie sie bei den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 vorhanden ist, fehlt bei dem Spant 14b der 3.
Gestrichelt angedeutet ist in 3 ferner ein Leitungsrohr 28b mit Kreisquerschnitt, das sich an den Seitenwänden 22b des Spanthauptabschnitts 18b abstützen kann. Ferner ist gestrichelt angedeutet eine Öffnung 40b in einer der Seitenwände 22b. Bei geeigneter Dimensionierung kann die Öffnung 40b beispielsweise für den Durchtritt des Leitungsrohrs 28b genutzt werden. Es ist auch vorstellbar, ein mit dem Leitungsrohr 28b verbundenes Anschlussrohr durch die Öffnung 40b hindurchzuführen.

Claims

Strukturgebende Konstruktion für einen Flugzeugrumpf, mit einer Außenhaut (12) und mehreren quer zur Rumpflängsrichtung im Abstand nebeneinander verlaufenden Spanten (14), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Teilanzahl der Spante einen im Querschnitt rinnenartig ausgeführten Spanthauptabschnitt (18) aufweist, welcher mit seinen Rinnenrändern der Außenhaut benachbart ist, und dass bei mindestens einer Teilanzahl der mit einem rinnenartigen Spanthauptabschnitt (18) ausgeführten Spante (14) in dem Raum zwischen Spanthauptabschnitt und Außenhaut (12) mindestens eine für die Führung von Versorgungsluft dienende Luftleitung (28) angeordnet oder gebildet ist.
Strukturgebende Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung von einem gesonderten Leitungsrohr (28) gebildet ist.
Strukturgebende Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung (28a) wenigstens teilweise von dem Spant (14a) begrenzt ist.
Strukturgebende Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenhaut (12) und der Luftleitung (28) eine zumindest thermisch isolierende Materialanordnung (30) angeordnet ist.
Strukturgebende Konstruktion nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Spant und dem Luftleitungsrohr eine zumindest thermisch isolierende Materialanordnung befindet.
Strukturgebende Konstruktion nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitungsrohr (28) zumindest stellenweise an dem Spant (14) anliegt.
Strukturgebende Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in Rumpflängsrichtung verlaufender Stringer (16) durch Ausnehmungen (26) in den beiden Rinnenseitenflanken des Spanthauptabschnitts (18) hindurchläuft und die Luftleitung (28) berührungsfrei kreuzt.
Strukturgebende Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Spanthauptabschnitt (18) aus einem faserverstärkten, insbesondere kohlefaserverstärkten Kunststoff gefertigt ist oder zumindest bereichsweise mit einem solchen Kunststoff beschichtet ist.
Strukturgebende Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung (28) eine von einem Kreis abweichende Querschnittsform besitzt.
Strukturgebende Konstruktion nach einem der Ansprüche 2 und 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitungsrohr (28) im Querschnitt an den Konturverlauf der Rinnenseitenflanken oder/und des Rinnenbodens des Spanthauptabschnitts (18) wenigstens näherungsweise angepasst ist.
Strukturgebende Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Rinnenrändern des Spanthauptabschnitts (18) voneinander weg gerichtete Befestigungsabschnitte (24) angeordnet sind, mit welchen der Spant (14) an der Außenhaut (12) befestigt ist.
Strukturgebende Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanthauptabschnitt (18) im Querschnitt nach Art einer U-Form eine Bodenwand (20) und zwei einander gegenüberliegende, mit der Bodenwand verbundene Seitenwände (22) aufweist.
Strukturgebende Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Wände (20a) des Spanthauptabschnitts (18a) mindestens eine allseitig umrandete Öffnung (40a) ausgebildet ist.